Прогнозирование термодинамических свойств 2,3,4-Триметилпентана, 2-Изопропил-5-метилфенола, 1-Метилэтилметаноата и 1,4-Диаминобутана
Критическое давление.
;
Критический объем.
Ацентрический фактор.
Поскольку для вещества отсутствуют экспериментальные значения критических параметров, используем параметры, полученные методом Лидерсена.
1,4-Диаминобутан
Выпишем парциальные вклады для температуры, давления и объема:
Группа | кол-во | ΔT | ΔP | ΔV |
СН2- | 4 | 0,08 | 0,908 | 220 |
NН2- | 2 | 0,062 | 0,19 | 56 |
Сумма | 6 | 0,142 | 1,098 | 276 |
Критическая температура.
Критическое давление.
Критический объем.
Ацентрический фактор.
Поскольку для вещества отсутствуют экспериментальные значения критических параметров, используем параметры, полученные методом Лидерсена.
.
Метод Джобака
Критическую температуру находим по уравнению;
где -критическая температура; -температура кипения (берем из таблицы данных);
-количество структурных фрагментов в молекуле; -парциальный вклад в свойство.
Критическое давление находим по формуле:
где -критическое давление в барах; -общее количество атомов в молекуле; -количество структурных фрагментов; -парциальный вклад в свойство.
Критический объем находим по формуле:
где -критический объем в ; -количество структурных фрагментов; -парциальный вклад в свойство.
Для расчета, выбираем парциальные вклады в различные свойства для каждого вещества из таблицы составляющих для определения критических свойств по методу Джобака.
2,3,4-Триметилпентан
Выпишем парциальные вклады для температуры, давления и объема:
Группа | кол-во | ΔT | ΔP | ΔV |
СН3- | 5 | 0,0705 | -0,006 | 325 |
СН- | 3 | 0,0492 | 0,006 | 123 |
∑ | 8 | 0,1197 | 0 | 448 |
Критическая температура.
Критическое давление.
;
2-Изопропил-5-метилфенол
Выпишем парциальные вклады для температуры, давления и объема:
Группа | к-во | ΔT | ΔP |
CН3 | 3 | 0,0423 | -0,0036 |
=СН (цикл) | 3 | 0,0246 | 0,0033 |
=С< (цикл) | 3 | 0,0429 | 0,0024 |
СН- | 1 | 0,0164 | 0,002 |
СН2- | 1 | 0,0189 | 0 |
ОН | 1 | 0,0741 | 0,0112 |
Критическая температура.
Критическое давление.
;
1-Метилэтилметаноат
Выпишем парциальные вклады для температуры, давления и объема:
Группа | кол-во | ΔT | ΔP |
СН3 | 3 | 0,0423 | -0,0036 |
СОО | 1 | 0,0481 | 0,0005 |
СН- | 1 | 0,0164 | 0,002 |
Сумма | 5 | 0,1068 | -0,0011 |
Критическая температура.
Критическое давление.
;
1,4-Диаминобутан
Выпишем парциальные вклады для температуры, давления и объема:
Группа | кол-во | ΔT | ΔP |
СН2- | 10 | 0,189 | 0 |
NН2- | 4 | 0,0972 | 0,0436 |
Сумма | 14 | 0,2862 | 0,0436 |
Критическая температура.
Критическое давление.
;
Задание №4
Для первого соединения рассчитать , и . Определить фазовое состояние компонента.
Энтальпия
2,3,4-Триметилпентан
Для расчета , и воспользуемся таблицами Ли-Кеслера и разложением Питцера.
где - энтальпия образования вещества в стандартном состоянии; -энтальпия образования вещества в заданных условиях; и -изотермические изменения энтальпии.
Находим приведенные температуру и давление:
по этим значениям с помощью таблицы Ли-Кесслера и разложения Питцера интерполяцией находим изотермическое изменение энтальпии.
Из правой части выражаем:
Энтропия
где энтропия вещества в стандартном состоянии; - энтропия вещества в заданных условиях;-ацентрический фактор.
; R=8,314Дж/моль*К
Находим приведенные температуру и давление:
по этим значениям с помощью таблицы Ли-Кесслера и разложения Питцера интерполяцией находим изотермическое изменение энтропии.
Из правой части выражаем:
Теплоемкость.
где - теплоемкость соединения при стандартных условиях; - теплоемкость соединения при заданных условиях; - ацентрический фактор.
; R=8,314Дж/моль*К
Находим приведенные температуру и давление:
по этим значениям с помощью таблицы Ли-Кесслера и разложения Питцера интерполяцией находим изотермическое изменение теплоемкости.
Дж/моль*К
Из правой части выражаем:
Задание №5
Для первого соединения рассчитать плотность вещества при температуре 730 К и давлении 100 бар. Определить фазовое состояние компонента.
Для определения плотности вещества воспользуемся методом прогнозирования плотности индивидуальных веществ с использованием коэффициента сжимаемости.
где -плотность вещества; М- молярная масса; V-объем.
Для данного вещества найдем коэффициент сжимаемости с использованием таблицы Ли-Кесслера по приведенным температуре и давлении.
Коэффициент сжимаемости находится по разложению Питцера:
где Z-коэффициент сжимаемости; -ацентрический фактор.
Приведенную температуру найдем по формуле
где - приведенная температура в К ; Т-температура вещества в К; -критическая температура в К.
Приведенное давление найдем по формуле ; где - приведенное; Р и давление и критическое давление в атм. соответственно.
; R=8,314Дж/моль*К
Находим приведенные температуру и давление:
Коэффициент сжимаемости найдем из разложения Питцера:
путем интерполяции находим и.
=0,6790;
=0,1549;
Из уравнения Менделеева-Клайперона ,
где P - давление; V - объем; Z - коэффициент сжимаемости; R - универсальная газовая постоянная (R=82.04); T - температура;
выразим объем:
М=114,23 г/моль.
Фазовое состояние вещества определяем по таблицам Ли-Кесслера, по приведенным параметрам температуры и давления. Ячейка, соответствующая данным приведенным параметрам находится под линией бинодаля, следовательно данное вещество при 730К и